张进禄

（福建省广播影视集团 技术中心，福建 福州350004）

1 虚拟化思想的内涵

虚拟化，原本是指资源的抽象化，人们只在乎资源的逻辑表示，而对于他的具体载体并不关心。目前在IT领域虚拟化技术大体上可分为服务器虚拟化、桌面虚拟化以及应用程序虚拟化[1]，还有以虚拟化技术为基础发展起来的云计算、云存储等。比如云计算提出了一种创新的IT服务模式，把原来分散的数据中心资源，包括服务器、存储、网络设备聚集到一起，由专门的服务提供商来运营和维护云计算中心，应用虚拟化的技术提高资源利用率，通过自动部署的方式为企业和个人提供快速的计算和存储服务。云计算模式极大地提高了IT资源服务的灵活性，使IT与业务紧密结合，IT快速支持业务的变化，并实现架构的灵活性和资产的重复使用，对于传统的IT服务模式实现了创新，是面向服务架构（SOA）的落地体现。在传统的IT服务模式中，每一个应用都固定在某个服务器和存储上，当应用的访问量较低时，服务器和存储资源就会大量空闲，但是由于应用与硬件是绑定的，无法把资源提供给其他应用。通过云计算技术，可以突破物理的限制，实现资源的动态调配和聚合。当某个应用需要资源时，云计算可以在系统资源池中动态调配适量的存储、服务和网络资源，并自动部署相应的软件资源，当用完后，还可以自动回收这些资源。在这里实现硬件资源的虚拟化表示以及根据业务应用实时调配资源是虚拟化技术的关键。

2 应用虚拟化思想进行节目收录系统的设计

电视台大型的节目收录系统是如何借用虚拟化这一思想来配置与搭建的呢？根据虚拟化技术的关键思想，首先要实现的是对节目资源的虚拟化表示[2-3]。其次要实现资源的实时自动调配。

首先回顾一下早期的收录系统。电视台出于节目制作很早便有节目收录的需要。早期用单台具有硬件收录板卡的工作站进行单机采集，由节目制作人员监看有需要的节目进行采集，然后单机编辑下载。这样工作量大，而且几乎没有共享。到了非线性编辑网络时，出现了专门的上载工作站，由专人负责节目的采集，然后选择性地进行上载，给所有编辑人员使用。这样，素材的共享性大大提高了，而且通过软件设计也具备了一定的定时采集能力。但仍然存在很多不足，比如：

1）需要专门的上载人员，节目制作人员的采集需要无法直接表达。

2）上载人员首先需要知道要采集的节目的具体参数，比如接收机参数，具体的收录服务器信息及路由信息，甚至是哪颗卫星，还要进行具体的人工操作等。

3）对于其他节目源无法进行集中采集。比如记者的拍摄磁带、演播厅信号、外来直接传送的信号等。

4）由于需要上载人员的参与才能进行路由选择切换等操作，所以无法进行全天候的采集任务。

基于以上这些不足，上载的工作量相当大。出现这一问题的主要原因有：

1）节目资源没有进行虚拟化表示，节目制作人员要收录一档节目（相当于一个应用需求）需要知道收录服务器、接收机、天线等参数，这对普通节目制作人员来说要求太高，所以需要设置专门的上载人员，这不符合应用与资源分开的虚拟化思想。

2）没有实现资源的聚集，对于不同渠道的节目资源，没有有效地聚集实现集中化的上载。

因此，在新闻频道新建非编网络时，根据虚拟化的要求对收录系统就提出了以下设想：

1）节目制作人员可以直接将自己要采集的节目以收录任务（应用需求）的形式方便地提交。

2）可以实现可循环的全天候全自动的采集，自动将素材根据预定的规则进行初级编目及权限设定再提交素材库进行共享，不需要进行人工打点再次上载的过程。

3）对所有节目资源可以进行集中采集（实现资源的有效聚集）。

4）应用虚拟化的思想，节目制作人员在提交收录任务时只需要知道要采集的节目源名称和采集时间，就可以提交收录任务，而对于这个节目源具体来自哪颗卫星、由哪个接收机进行接收、接收机对应的节目参数、具体由哪台收录服务器收录以及信号路由切换等操作都不需要操心。这样大大降低了对节目制作人员的操作要求，而且节目制作人员可以在所有的非编工作站或者办公室计算机上以BS方式随时方便地向系统提交收录任务，然后由收录系统自动调配资源进行收录。

为了实现以上设想，在非线性编辑网络建设过程中考虑单独建立一个网络化、智能化的节目收录系统来完成新闻类节目的收录任务。收录的节目资源主要来自播出中心总控传送的光纤视频信号、自己接收的卫星节目信号、有线电视机顶盒、微波、SNG、3G网关、地方台FTP传送节目、计算机视频VGA输出、演播厅、格式转换机房以及数字录像机等。收录系统对他们进行集中管理上载并进行简单编目后，加入素材数据库为新闻制播网络系统提供新闻节目资源。下面以新闻频道的节目收录系统设计为例简述一下如何在收录系统设计中应用虚拟化的思想。

2.1 实现节目资源的聚合及虚拟化表示

如图1所示，所有的节目源信号都接入一个64×64的视频切换矩阵，这样通过控制矩阵就可以调配所有的节目资源，实现了节目资源的聚合。为了实现自动配置参数和自动路由切换，系统配置了一主一备的控制服务器来实现所有的收录控制与路由矩阵切换。由控制服务器通过TCP/IP协议控制矩阵进行切换来选择节目源信号，同时矩阵输入输出端串接2台制转，由控制服务器控制路由对需要进行制式转换的节目进行制式转换。实现虚拟化的关键是控制服务器上预先配置好各节目源的接收机参数以及整个矩阵的拓扑映射关系。对每个节目源都有一个特定的名称（逻辑表示），比如湖南卫视、格转、DVTR2等，提交收录任务时只需要在下拉列表中进行节目名称选择即可，其他的比如具体到哪个接收机以及参数和路由信息等均由控制服务器根据实时情况（比如根据相应时刻接收机和收录服务器的空闲情况进行接收机及收录服务器的选择确定）自动生成而不需要节目制作人员进行参与，这种虚拟化的资源表示方式大大方便了节目制作人员。

2.2 实现根据收录任务（应用需求）实时调配资源

要实现资源的实时调配就要根据收录任务能够实时选择节目资源进行收录。当通过审批的收录任务设定的采集时间快到时，由控制服务器进行矩阵路由切换，并启动相应的收录服务器进行收录，同时不断监控收录服务器的状态，确保收录任务以及素材的入库处理完成。通过控制系统对收录服务器进行控制，收录的节目素材存储于网络硬盘阵列中，同时将生成的XML元数据信息写入系统的数据库服务器。并在收录结束后进行判断，如果收录符合要求，完成了收录任务，则将收录结果通知数据交换中心的消息服务器，完成一条收录任务的执行。比如要收录湖南卫视上午10：00的节目（如图2所示假设该节目在天线2对应的卫星上），在临近10：00时控制服务器自动选取空闲的接收机（假设是5号接收机），将卫星接收参数传送给5号接收机并通过射频矩阵将天线2的信号送给5号卫星接收机进行解码，输出的加嵌SDI信号送给图2的视频矩阵，再由控制服务器挑选空闲的收录服务器（假设是3号收录服务器），然后由控制服务器切换视频矩阵将5号接收机的加嵌SDI信号送给3号收录服务器进行收录，到此自动完成整个信号路由，实现了资源的实时调配。当然实现这一过程的前提是在控制服务器上正确配置好天线、接收机以及收录服务器各自对应的矩阵端口信息。

系统里具体执行收录工作的是20台收录服务器，配置红桥二代板卡对矩阵来的SDI加嵌信号进行双路采集（生成高、低压缩比两种素材）。对于每天固定时间采集的收录任务由控制服务器根据收录模板自动进行第二天的收录任务生成，并进行收录服务器的预分配。系统对新增的收录任务会自动进行收录资源是否冲突的判断，并提交相应的反馈信息，对收录服务器的状态可以实时控制与判断，实现了全天候全自动的节目收录。

卫星接收系统要求能够接收天上主要卫星节目资源。安装11面卫星天线。使用32×32的L波段射频矩阵，卫星天线接收的中频信号采用中频专用矩阵调度，然后以分配放大传送的方式给SCOPUS 2900系列卫星解码器进行卫星节目的接收解码，系统拓扑图示意如图2所示。

3 节目收录系统虚拟化配置带来的优点

以新闻频道为例，这套系统的优点至少有以下几点：

1）按照资源虚拟化的思想，通过将所有的卫星接收机及其他节目源进行集中管理，通过集中上载方式对制作网中的所有上载工作做出统一的安排和合理的资源分配，不但提高了收录服务器、卫星接收机等资源的利用率，而且对于节目制作人员来说面对的是一个虚拟化的节目资源，仅仅需要了解与节目相关的节目源信息即可自主地提交收录任务，并且可以实现全天候不间断地对需要的节目进行收录。

2）系统建成以前频道需要专门设立一个信息中心工作组专门负责卫星节目的收录上载工作，系统建成后这一工作就直接由系统自动完成了，同时收录时间由以前的大概每天36 h增加到现在的每天近100 h，大大丰富了节目资料来源。

3）对于演播厅录播的节目，以往的做法是录制在节目带上然后在线性对编机上进行剪辑或者插广告，对于有些不熟悉线性编辑的记者来说还要将节目带再上载一次到非编上进行编辑。如今只要在节目录制前，由记者自行在编单机上编好录制任务，由系统自动将演播厅的节目同步上载到非编网，记者在演播厅录好节目后立即就可以到非线编辑机房进行后期制作，各个环节实现了电视节目数字化、流程化与无带化，与以往相比大大提高了效率。

4）外地记者或者其他电视台回传节目时，以往的做法是由专门的人员负责接收到本地再打点上载，双方要约定时间同步操作，而且避免不了收录再上载的人工操作时间。现在回传节目大部分采用了FTP回传方式，素材可以在任意时间由外地记者或地方台传送到FTP服务器上，然后由系统内的转码服务器负责转码并提交到素材库，不但时效高，也减轻了节目人员的负担。

5）节目收录系统对于频道中使用的其他素材，如3G回传、P2卡上载、计算机素材上传、磁带上载等系统都提供了相类似的上载方式，提高了整个网络中的所有上载工作的效率，同时方便地实现了分散素材的同时集中上载与管理。

4 总结与展望

实现资源的虚拟化表示和根据业务应用实时调配资源是虚拟化技术的关键。从这两点来讲，新闻频道的节目收录系统很好地体现了这一思想，通过虚拟化技术的应用大大提高了资源利用率和系统效率。该系统建成以来已经稳定运行两年有余，为新闻频道的节目制作提供了强有力的技术支撑。

目前数字电视的产业链正在形成，电视台是这条产业链的源头——节目内容提供商。为了适应由传统的制作、播出机构向节目内容提供商的转变，电视台的生产方式正在发生一场深刻的变革。因此，必须在目前数字电视节目制作平台的基础上，构建能完成高质量的节目信息采集交换的平台。基于ASI接口的高清TS流收录系统已经开始在全台网的收录系统设计中得到运用，相信通过更多新技术、新思路的应用，收录系统会朝着更加智能、人性化、高效稳定的方向发展，以适应新时期节目制作及交换的需要。

[1]徐昌彪，卢山，刘雪亮.基于EON实现的校园局域网虚拟体验系统[J].电视技术，2011，35（15）：114-116.

[2]H3C.虚拟化技术在电视台应用的发展方向[EB/OL].[2011-10-20].http://www.h3c.com.cn/Solution/TV_Solution/Media_DataCenter/Tecnology_Area/201107/720340_30004_0.htm.

[3]吴乔华，赵赟.基于虚拟化技术搭建有线电视机房服务器备份平台[J].有线电视技术，2011（7）：801-803.